TSG-Rain

Eine moderne Beregnungssteuerung für Tennisanlagen

Hubert Högl | 15. Juli 2020 | Hochschule Augsburg | Fakultät für Informatik | E-Mail <Hubert.Hoegl@hs-augsburg.de>

Link: http://hhoegl.informatik.hs-augsburg.de/hhwiki/tsgrain

Tennisvereine, wie die Abteilung Tennis des Sportverein TSG Stadtbergen (Abb. 1) müssen ihre Plätze in den Sommermonaten regelmässig bewässern, damit der Sandbelag die guten Spieleigenschaften behält. Die meisten Anlagen haben dazu je Platz vier Sprinkler installiert, die durch eine elektronische Steuerung entweder auf Tastendruck oder automatisch nach bestimmten Zeitvorgaben, z.B. in der Nacht, aktiviert werden.

Wir (ich bin seit ein paar Jahren Mitglied) hatten bis vor Kurzem eine Beregnungssteuerung für unsere sieben Plätze, die noch aus den frühen achtziger Jahren stammte, aus der Hoch-Zeit des Tennis-Booms. Vermutlich haben noch viele Tennis-Vereine solche Steuerungen, die langsam aber sicher den Geist aufgeben und die wegen der veralteten Bauteile kaum mehr repariert werden können.

Da Steuerungen (modern "Embedded Systems") zu meinem Aufgabenbereich an der Hochschule Augsburg gehören, begann ich im Herbst 2019 mit der Planung einer Beregnungssteuerung nach dem aktuellen Stand der Technik. Die wesentlichen Ideen, die mir vorschwebten, waren:

• Minimalistischer Entwurf für die manuelle Steuerung über Tasten.
• Komplexere Funktionen wie die Programmierung der Zeitsteuerung sollen per Smartphone möglich sein.
• Verwendung preiswerter Bauteile die sich in der Maker Community in den letzten Jahren etabliert haben. Als Steuerungsrechner soll ein "Raspberry Pi 3" unter Linux verwendet werden.
• Der Aufbau soll modular sein, so dass das Konzept auch auf andere Tennisanlagen mit mehr oder weniger Plätzen anwendbar ist.
• Die Software soll in der gut verständlichen high-level Sprache Python programmiert werden, so dass sie gut wartbar ist.
• Bei Bedarf sollten mechanische Teile in unserem Fablab (https://fablab.hs-augsburg.de) gefertigt werden.

Mit diesen und noch ein paar detaillierteren Vorgaben wurde die Aufgabe im Rahmen einer Bachelorarbeit von Herrn Christian Graber im Wintersemester 19/20 umgesetzt.

In der Abb. 2 sieht man das Äussere der entstandene Steuerung. Für jeden Platz gibt es einen Taster, mit dem die Beregnung für eine bestimmte einstellbare Zeitdauer, z.B. 5 Minuten, gestartet werden kann. Das sind die sieben Taster rechts, der abgesetzte achte Taster links hat eine Sonderfunktion, die hier nicht von Bedeutung ist.

Neben den manuellen Tastern gibt es eine weitere Schnittstelle zum Anwender, die über Web-Technologien auf dem Smartphone oder PC realisiert ist. Die Steuerung in Abb. 2 enthält dazu einen WiFi Access-Point, mit dem man sich von einem Smartphone, Tablet oder PC aus verbindet.

Die Abb. 3 zeigt die wesentlichen vier Bildschirmmasken zur Bedienung über das Web.

(1) Die Plätze können über das Smartphone manuell beregnet werden, genau so, wie das auch über die manuellen Tasten möglich ist.

(2) "Beregnungsaufträge" werden programmiert, d.h. an bestimmten Tagen können ab einer bestimmten Uhrzeit Plätze automatisch beregnet werden.

(3) Vorhandene Beregnungsaufträge werden angezeigt.

(4) Einstellungen werden vorgenommen.

Im Schaltschrank in Abb. 4 sieht man die eingebaute Steuerung. Auf der linken Seite ist noch die alte Steuerung zu sehen, die jedoch nicht mehr in Betrieb ist und bald abgebaut werden wird. Man beachte den deutlichen Unterschied im Bedienkonzept: Auf der linken Seite gibt es sehr viele Schalter, so dass die Bedienung für den gewöhnlichen Anwender nur schwer zu verstehen ist. Auf der rechten Seite befindet sich nur das absolut Nötige auf der Frontplatte, der Rest ist in die Web-Schnittstelle gewandert.

Die technisch Interessierten sehen in Abb. 5 noch das Innenleben der Steuerung. Die Bauteile kosten insgesamt (mit Gehäuse) in etwa 250 bis 300 Euro.